吸附材料

合集下载

吸附材料制备及性能评价研究

吸附材料制备及性能评价研究

吸附材料制备及性能评价研究一、引言吸附材料作为一种常用的分离和纯化工艺,在工业和生活中有着广泛的应用。

吸附材料的制备和性能评价一直是材料科学研究的热点领域。

随着科学技术的不断发展,吸附材料的性能和应用也在不断地提高和拓展。

二、吸附材料制备(一)物理吸附法物理吸附法是指通过物理作用,将气体、液体或溶液中的分子吸附在材料表面。

常见的物理吸附材料有活性炭、分子筛等。

活性炭是一种多孔性材料,具有大量的微孔和介孔,能够吸收各种气体分子和化学物质。

分子筛则是一种由离子、大量孔道和微细通道组成的材料,能够高效地吸附分子。

(二)化学吸附法化学吸附法是指通过化学反应在材料表面修饰一定的官能团,使其具有与目标化合物相接近的亲和性。

常见的化学吸附材料有离子交换树脂、金属有机框架材料等。

离子交换树脂是一种通过吸附与树脂表面带电的离子相互反应的材料,能够分离和纯化各种离子物质。

金属有机框架材料则是一种由金属离子和有机配体组成的晶体材料,其具有高度可控性,能够用于分离和催化等领域。

(三)生物吸附法生物吸附法是指利用生物体或其代谢产物对目标物质进行捕集或选择性识别的方法。

常见的生物吸附材料有抗体、酶等。

抗体是一种高度特异性的生物大分子,能够与目标抗原形成键合物,用于医药和生物技术中的诊断和治疗。

酶则是一种具有催化作用的生物催化剂,能够选择性地催化目标物质的转化和纯化。

三、吸附材料性能评价(一)吸附性能评价吸附性能是吸附材料用于分离和纯化的重要指标之一。

常用的吸附性能评价指标包括吸附容量、吸附速率、选择性等。

吸附容量是指吸附材料单位质量或单位体积可吸附的目标物质量或体积。

吸附速率是指单位时间内吸附材料从液相中吸附目标物质的速率。

选择性是指吸附材料对目标物质与非目标物质的选择性差异,其越大表示吸附材料的分离效果越好。

(二)稳定性评价吸附材料在使用过程中需要具备一定的稳定性,否则会因材料的失效而导致吸附效果下降或失效。

常用的稳定性评价指标包括热稳定性、化学稳定性和机械稳定性等。

吸附材料有哪些

吸附材料有哪些

吸附材料有哪些吸附材料是一种具有吸附作用的物质,它能够吸附并固定气体、液体或溶质的固体表面。

吸附材料广泛应用于环境保护、化工、医药、食品等领域。

下面将介绍几种常见的吸附材料及其应用。

一、活性炭。

活性炭是一种具有大孔结构和高比表面积的吸附材料,常用于气体和液体的吸附净化。

活性炭主要由木质素、果壳、煤炭等原材料制成,具有良好的吸附性能和化学稳定性。

它广泛应用于水处理、空气净化、工业废气处理等领域。

二、分子筛。

分子筛是一种具有微孔结构的吸附材料,能够选择性地吸附分子大小、形状相似的物质。

分子筛主要由硅铝酸盐、硅酸盐等化合物制成,具有良好的吸附选择性和稳定性。

它广泛应用于石油化工、医药、食品等领域。

三、活性氧化铝。

活性氧化铝是一种具有大孔结构和高比表面积的吸附材料,常用于液体的吸附分离和催化反应。

活性氧化铝主要由氧化铝制成,具有良好的吸附性能和热稳定性。

它广泛应用于石油化工、化学制药、环境保护等领域。

四、沸石。

沸石是一种具有多孔结构和高比表面积的吸附材料,能够选择性地吸附水分子和小分子气体。

沸石主要由硅酸盐、铝酸盐等矿物制成,具有良好的吸附性能和热稳定性。

它广泛应用于空气干燥、天然气脱水、催化剂载体等领域。

五、活性氧化铁。

活性氧化铁是一种具有大孔结构和高比表面积的吸附材料,常用于水处理和废水处理。

活性氧化铁主要由氧化铁制成,具有良好的吸附性能和化学稳定性。

它广泛应用于污水处理、重金属吸附、废水净化等领域。

六、聚合物吸附材料。

聚合物吸附材料是一种具有多孔结构和高比表面积的吸附材料,能够选择性地吸附有机物和重金属离子。

聚合物吸附材料主要由聚合物制成,具有良好的吸附性能和机械强度。

它广泛应用于废水处理、环境保护、食品加工等领域。

总结,吸附材料是一种重要的功能材料,具有吸附作用的物质。

不同类型的吸附材料具有不同的吸附性能和应用领域,能够满足不同领域的吸附需求。

随着科技的不断进步,吸附材料的研究和应用将会得到进一步的发展和推广。

吸附材料在环境治理中的应用

吸附材料在环境治理中的应用

吸附材料在环境治理中的应用随着人口的不断增长和现代化的快速发展,环境污染问题也日益严重。

为了解决这一问题,人们开始寻找各种治理环境污染的方法,如吸附材料在环境治理中的应用。

1. 吸附材料的定义和分类吸附材料指的是以其表面吸附污染物质的固体材料,常用的吸附材料有陶瓷、沸石、碳材料等。

根据吸附材料的性质和应用场合,可以将其分为单一组分和复合组分两种。

2. 吸附材料的应用领域在环境治理中,吸附材料可以用于处理水、空气等各种污染物。

例如,吸附剂可用于处理水中的重金属离子,如铅、汞等,以及处理含有污染物质的大气。

此外,在工业废气处理中也经常使用吸附材料,对于有害物质如甲醛、苯等进行吸附,以改善环境质量。

3. 吸附材料的优点相对于其他的环境治理方法,吸附材料具有以下的优点:(1)具有较好的选择性和效能:吸附剂的选择性高,可以有效地分离和去除污染物中的特定成分。

(2)无二次污染:吸附剂可以将吸附剂上的污染物以物理方式转移,因此不会产生二次污染。

(3)适用性广泛:吸附剂可用于处理各种类型的污染物,在不同的处理场合中均有广泛的应用前景。

(4)成本低廉:相对于其他的治理方法,吸附剂的生产成本低,不会升高环境治理的开支。

4. 吸附材料的发展趋势吸附材料在环境治理中的应用前景非常广泛,但是现有的吸附材料在一些方面还有不足之处,如选择性较弱、吸附容量不足等问题。

因此,未来的研究应立足于解决这些问题,如研发新型的吸附剂,提高吸附材料的选择性,提高吸附剂的吸附容量等。

同时,应开展基于吸附材料的新型环境治理技术的研究,推广利用吸附材料进行高效环境治理。

此外,应加强环境监测,对污染物进行全面深入的监测,并选择适当的吸附材料进行处理,以提高环境治理效能。

总之,吸附材料在环境治理中具有重要的地位和作用,它能有效的去除各种污染物质,保障环境质量。

随着技术的进步和吸附材料的不断创新,相信在未来吸附材料在环境治理中的应用前景会更加广泛。

吸附材料有哪些

吸附材料有哪些

吸附材料有哪些
吸附材料是指具有吸附性能的固体材料,能够吸附在其表面上的气体、液体或溶质。

吸附材料在许多领域具有广泛的应用,比如环境工程、化学工程、生物医学等。

下面将介绍几种常见的吸附材料。

1.活性炭:活性炭是一种多孔性材料,具有高度发达的内表面
积和孔隙结构,能够有效吸附和去除气体、溶液中的污染物,比如有机物、气体、重金属等。

2.分子筛:分子筛是一种具有特殊结构的微孔材料,能够通过
分子尺寸和形状的选择性吸附和分离混合物中的分子。

常见的分子筛材料包括沸石、硅铝酸盐等。

3.吸附树脂:吸附树脂是一种化学合成材料,通过其表面上的
功能基团与溶质发生物理或化学作用,实现溶质的吸附和分离。

常用的吸附树脂有离子交换树脂、亲水性树脂、疏水性树脂等。

4.活性氧化剂:活性氧化剂是一种在一定温度下能够与气体或
溶液中的无机或有机物发生氧化反应的材料,常见的活性氧化剂有活性氧化铝、活性氧化铁等。

5.吸附纤维:吸附纤维是一种具有吸附性能的纤维材料,通过
其纤维表面的特殊结构和表面性质,能够吸附和去除大气中的污染物。

常见的吸附纤维有活性炭纤维、石墨烯纤维等。

除了以上几种常见的吸附材料,还有一些新型的吸附材料在不
断的研究和开发中,比如金属有机骨架材料、纳米材料等。

这些新型吸附材料具有更高的吸附容量和选择性,能够在各个领域中发挥更大的作用。

总结起来,吸附材料具有广泛的应用前景,可以用于环境治理、废水处理、气体分离、药物制备等领域,对于提高材料的吸附性能和研发新型的吸附材料仍然是一个研究热点。

常用吸附材料在水处理中的应用

常用吸附材料在水处理中的应用

常用吸附材料在水处理中的应用一、引言水是人类生活中必不可少的资源,而水的污染问题也日益严重。

为了保护水资源的可持续利用和保障人类的健康,水处理技术变得越来越重要。

吸附是一种常用的水处理方法,常用吸附材料在水处理中发挥着重要的作用。

本文将介绍几种常用吸附材料及其在水处理中的应用。

二、活性炭活性炭是一种广泛应用于水处理领域的吸附材料。

活性炭具有高度的孔隙结构,能够有效吸附水中的有机物、重金属离子和氯等污染物。

活性炭广泛应用于水处理中的饮用水净化、废水处理和污水处理等领域。

例如,活性炭可以用于去除水中的异味和色素,净化水质;同时,活性炭还可以去除水中的有机污染物和重金属离子,提高水的安全性和质量。

三、分子筛分子筛是一种常用的吸附材料,具有特殊的孔隙结构和选择性吸附性能。

分子筛可以吸附水中的氨氮、硝酸盐和磷酸盐等污染物。

分子筛广泛应用于饮用水处理、工业废水处理和水体修复等领域。

例如,分子筛可以用于去除水中的氨氮,减少水体中的氮污染;同时,分子筛还可以去除水中的磷酸盐,防止水体富营养化。

四、活性氧化铝活性氧化铝是一种具有高度活性表面的吸附材料,可以有效吸附水中的重金属离子和有机污染物。

活性氧化铝广泛应用于工业废水处理和饮用水净化等领域。

例如,活性氧化铝可以用于去除水中的铅、镉等重金属离子,净化水质;同时,活性氧化铝还可以去除水中的有机污染物,提高水的安全性和质量。

五、离子交换树脂离子交换树脂是一种能够吸附和释放离子的吸附材料,可以用于去除水中的离子污染物。

离子交换树脂广泛应用于饮用水处理、工业废水处理和废水回用等领域。

例如,离子交换树脂可以用于去除水中的硝酸盐、铵盐和钠盐等离子,净化水质;同时,离子交换树脂还可以用于水的软化和脱盐等处理过程。

六、纳米材料纳米材料是一种具有特殊结构和性质的吸附材料,具有较大的比表面积和高度的吸附能力。

纳米材料广泛应用于水处理中的污染物去除和水体修复等领域。

例如,纳米材料可以用于去除水中的重金属离子和有机污染物,提高水的净化效果;同时,纳米材料还可以用于水体修复,恢复水体的生态平衡。

吸附材料的性能测试与改进

吸附材料的性能测试与改进

吸附材料的性能测试与改进吸附材料是指一种可以吸附某些物质的材料。

它广泛应用于水处理、空气净化、化学分离等领域,并在环境保护、食品工程、制药等方面有着重要的作用。

吸附过程的效率和性能是衡量吸附材料质量的主要标准。

因此,对吸附材料进行性能测试和改进具有重要的意义。

一、吸附性能测试方法1. 等温吸附实验:等温吸附实验是测试吸附材料吸附某一物质的最基本方法。

通常将吸附材料置于一定浓度的吸附溶液中,经过一定时间后,分析吸附前后溶液中物质的浓度差,从而得到吸附量。

2. 填料柱吸附实验:填料柱吸附实验是通过模拟工业生产过程来测试吸附材料性能的方法。

将吸附材料装填于柱体中,并将待处理物质通过柱体,通过分析进出口物质浓度的差异,得出吸附效率。

3. 表面分析技术:利用表面分析技术,如扫描电镜、透射电镜等方法,观察吸附材料表面的形貌,研究吸附物质在表面上的吸附形态,以及分析吸附材料表面物理化学性质的变化。

二、吸附材料性能的改进方法1. 物化表面改性:改变吸附材料的化学成分或物理结构,可以改善吸附材料的吸附性能。

常用的物化表面改性方法包括原位合成、表面修饰、引入新的功能基团等。

2. 纳米吸附材料的开发:纳米材料比传统吸附材料具有更大的比表面积和更好的吸附性能。

纳米吸附材料的开发可以通过溶胶凝胶、热分解等方法制备。

3. 孔径调控:通过合理地控制吸附材料的孔径大小、孔径分布,可以提高其吸附能力。

4. 吸附材料复合技术:将不同的吸附材料复合起来,能够提高吸附材料的选择性和吸附能力。

常见的吸附材料复合技术包括化学复合、物理复合、层析吸附等。

5. 功能化组团的合成:将具有特殊吸附性的化学组团引入吸附材料中,可以提高吸附材料的特异性和选择性。

常见的方法包括化学修饰、功能化修饰等。

三、案例分析1. 超声波辅助制备纳米多孔碳吸附材料:研究表明,通过超声波辅助法制备的纳米多孔碳吸附材料,具有较高的比表面积和多孔结构,对水中溶解性有机物的吸附效率显著提高。

常用吸附剂

常用吸附剂

常用吸附剂常用吸附剂吸附剂是一种用于吸附物质的材料,它可以将气体、液体或溶液中的某些组分吸附到其表面上。

在化学工业中,吸附剂被广泛应用于分离、纯化和催化反应等领域。

本文将介绍常用的几种吸附剂及其特点。

一、活性炭活性炭是一种具有高度微孔结构和大比表面积的碳质材料。

它可以通过高温炭化和活化处理制备而成。

由于其微孔结构和大比表面积,活性炭具有很强的吸附能力,可以有效地去除气体和溶液中的杂质。

二、硅胶硅胶是一种由硅酸盐制成的多孔材料,具有很强的亲水性和亲油性。

它可以通过溶胶-凝胶法或水热法制备而成。

由于其多孔结构和亲水性/亲油性特点,硅胶被广泛应用于气相色谱分析、薄层色谱分析、固相萃取等领域。

三、分子筛分子筛是一种具有规则孔径结构的晶体材料,可以通过合成和热处理制备而成。

由于其规则孔径结构和大比表面积,分子筛具有很强的选择性吸附能力,可以用于分离和纯化化学品、制备催化剂等领域。

四、聚合物吸附剂聚合物吸附剂是一种由聚合物制成的吸附材料,可以通过溶液聚合或交联制备而成。

由于其多样性和可调性,聚合物吸附剂被广泛应用于生物医学、环境保护等领域。

例如,离子交换树脂、亲水性凝胶等都属于聚合物吸附剂的范畴。

五、金属氧化物金属氧化物是一种具有高度晶格结构和大比表面积的无机材料。

它可以通过溶胶-凝胶法或水热法制备而成。

由于其晶格结构和大比表面积,金属氧化物具有很强的催化活性和选择性,可以用于催化反应、气体分离等领域。

六、纳米材料纳米材料是一种具有纳米尺度的结构和大比表面积的材料。

它可以通过化学合成、物理法制备而成。

由于其特殊的结构和大比表面积,纳米材料具有很强的催化活性、吸附能力和生物活性,可以用于制备催化剂、生物传感器等领域。

总结吸附剂是一种广泛应用于化学工业中的材料。

常用的吸附剂包括活性炭、硅胶、分子筛、聚合物吸附剂、金属氧化物和纳米材料等。

这些吸附剂具有不同的特点和应用范围,可以根据需要选择适合的吸附剂进行使用。

2024年吸附材料市场前景分析

2024年吸附材料市场前景分析

2024年吸附材料市场前景分析引言吸附材料是一种广泛应用于各个行业的材料,具有吸附、分离、净化等功能。

市场前景对于吸附材料制造商和投资者来说极为重要。

本文将对吸附材料市场的前景进行分析。

市场规模及发展趋势根据最新研究报告,吸附材料市场的规模预计将在未来几年内持续增长。

这主要受到全球环境保护意识的提高以及需求增加的推动。

吸附材料在环境工程、能源产业和化学工业等领域的广泛应用,为市场的发展提供了巨大的机遇。

应用领域分析环境工程吸附材料在环境工程中的应用主要涉及废水处理、大气污染控制和土壤修复等方面。

随着环境污染问题的加剧,对于吸附材料的需求将持续增加。

例如,吸附剂在废水处理中起到了去除有害物质的关键作用,这将推动吸附材料市场的增长。

能源产业吸附材料在能源产业中被广泛应用于燃料气分离、CO2捕集和储氢等方面。

随着全球对清洁能源的需求不断增加,吸附材料在能源领域的应用潜力巨大。

特别是在碳捕集和储氢技术方面,吸附材料将起到重要的作用。

化学工业吸附材料在化学工业中的应用主要涉及分离和纯化过程。

例如,吸附剂在石油炼制、制药和食品加工等领域中被广泛使用。

随着化学工业的不断发展,对于高效吸附材料的需求将不断增加。

市场竞争分析吸附材料市场存在激烈的竞争。

目前,市场上的吸附材料生产商众多,产品种类繁多。

然而,一些大型制造商通过技术创新和市场推广积极占领市场份额。

此外,与传统吸附材料相比,新型吸附材料的研发和应用推动了市场的发展。

市场前景和机遇随着环境保护意识的不断提高和新技术的不断涌现,吸附材料市场将迎来更多的机遇。

例如,新型吸附材料的应用和增强性能将进一步推动市场的发展。

此外,可再生能源领域的发展也将为吸附材料市场创造更多商机。

总结吸附材料市场前景广阔,应用领域多样化。

随着环境保护需求持续上升和新技术的应用,吸附材料市场有望得到进一步发展。

然而,市场竞争也随之加剧,需要企业创新和不断适应市场变化。

吸附材料原理及应用

吸附材料原理及应用

吸附材料原理及应用吸附材料是一种具有吸附功能的材料,能够吸附各种物质分子或离子。

吸附材料的原理是通过表面吸附、空隙吸附或电化学吸附等方式吸附目标物质,从而实现物质分离、富集、储存和传递等功能。

吸附材料的基本原理可分为物理吸附和化学吸附。

物理吸附也称为范德华吸附,是通过分子间的范德华力或静电作用力使目标物质附着在吸附材料表面。

而化学吸附则是通过化学键形成将目标物质牢固地固定在吸附材料上。

不同的物质吸附材料根据其表面结构、化学性质和吸附特性的不同,具有不同的吸附机理和应用。

吸附材料广泛应用于环境保护、能源开发、工业生产等领域。

在环境保护方面,吸附材料可用于水处理、废气处理和固体废物处理等。

通过选择具有特定吸附性能的吸附材料,可以去除水中的悬浮物、溶解性有机物、重金属离子等污染物,从而净化水资源。

在废气处理中,吸附材料可用于吸附和去除有害气体,如二氧化硫、氯气和氨气等。

此外,吸附材料还可以用于固体废物的吸附分离和资源回收。

在能源开发方面,吸附材料是储气、储热和催化反应的关键材料。

例如,吸附剂可以用于天然气的储存和分离,通过控制吸附剂的吸附容量和选择性,实现天然气的储存和气体混合物的分离。

吸附材料还可用于储热材料的制备,通过吸附材料在温度升高时吸附热量,然后在温度降低时释放热量,实现热能的储存和利用。

此外,吸附材料还可以作为催化剂或载体,在化学反应中起到催化作用,提高反应速率和选择性。

除了在环境保护和能源开发中的应用,吸附材料还广泛应用于生物医药、食品加工、化学分析等领域。

在生物医药领域,吸附材料可用于体外血液净化和药物分离纯化等。

在食品加工中,吸附材料可用于去除食品中的杂质和异味,提高食品的质量。

在化学分析中,吸附材料可用于分离和富集目标物质,提高分析灵敏度。

此外,吸附材料还可以用于储存和保护文化遗产等。

综上所述,吸附材料是一种具有吸附功能的材料,通过物理吸附或化学吸附作用吸附目标物质。

吸附材料在环境保护、能源开发、生物医药和化学分析等领域具有广泛的应用前景。

吸附材料的制备与应用

吸附材料的制备与应用

吸附材料的制备与应用一、背景介绍吸附材料是一种吸收、截留或分离特定物质的材料。

其具有高吸附性能、高表面积和优异的可控性等特点,在环境保护、化学分析、医疗卫生等领域具有广泛的应用前景。

本文将介绍吸附材料的制备方法和应用情况。

二、吸附材料的制备方法1. 化学合成法化学合成法是吸附材料制备的一种重要方法,在制备过程中可以控制结构和形貌等性质,以获得更好的吸附性能和选择性。

典型的化学合成法包括溶剂热法、水热法和沉淀法等。

以水热法为例,该方法通过在高温高压水的环境下进行反应,可以控制所制备的材料的粒径、形貌和晶形结构等性质。

此外,通过控制反应条件和添加剂等方式,还可以改变吸附材料的功能性。

2. 生物制备法生物制备法是一种绿色环保、低成本的制备材料的方法。

通过在生物制备过程中利用植物、菌株或海洋生物等生物体,通过调节生长环境,可以制备出具有优异吸附性能的吸附材料。

生物合成的吸附剂具有良好的生物相容性和降解性能,可以被广泛应用于生物医学、环保等领域。

三、吸附材料的应用领域1. 污水处理领域城市污水中含有大量的有机污染物和重金属等有害物质,这些物质会对生态环境和水资源造成严重污染。

吸附材料具有高吸附能力和选择性,可以用于污水中有害物质的去除。

例如,活性炭、离子交换树脂等吸附剂可以用来去除污水中的重金属离子和有机污染物,同时还可以通过再生来达到多次利用的目的。

2. 医药领域吸附材料在医药领域中也有广泛的应用。

例如,吸附树脂可以用来分离和纯化生物大分子,如蛋白质、核酸等,从而优化制剂的质量和产率。

另外,在肝功能不全、肾功能不全等情况下,人体中的代谢产物不能正常排出,就需要依靠吸附材料来清除这些废物,从而保护身体健康。

3. 环保领域随着工业污染和能源消耗等问题日益严重,环保成为了全球关注的焦点。

吸附材料可以用于治理空气污染、减少有害气体排放、去除工业废气中的挥发性有机化合物等。

例如,纳米碳管吸附剂可以用来去除大气中的有害气体,而膜分离技术则可以用来治理水环境。

吸附材料的制备和性能研究

吸附材料的制备和性能研究

吸附材料的制备和性能研究吸附材料是一种能够吸附、分离和纯化物质的材料。

它广泛用于环境保护、化工、医药等领域。

吸附材料的性能往往直接影响着吸附效果和使用寿命。

因此,制备高性能的吸附材料是一个重要的研究方向。

一、吸附材料的分类吸附材料根据其组成、形态、吸附机理等方面的不同,可以分为多种不同类型,如:1.活性炭:是一种多孔性材料,具有结构性高孔隙度、大比表面积等特点,可用于雾霾排放、催化剂、水处理等领域。

2.吸附树脂:其结构多为二次交联聚合物,具有良好的机械性能和吸附性能,可用于金属离子的吸附与分离、有害物质的去除等。

3.分子筛:也是一种多孔性材料,具有特定孔径和结构,可用于分离分子、催化反应等。

4.纳米吸附材料:由于其细小的颗粒大小具有更高的比表面积和更小的孔径,因此有望在催化、吸附和分离等领域发挥更大作用。

二、吸附材料的制备以活性炭为例,活性炭的制备主要分为物理法和化学法两种。

1.物理法:包括活性炭直接炭化法、气相碳化法、沥青炭化法等。

其中,直接炭化法是将原材料(木材、果壳等)在高温下炭化,并用蒸汽或空气进行激活制成吸附材料;气相碳化法是利用高温下气体中含有的碳源对催化剂或载体进行碳化;沥青炭化法是将沥青炭化后,用蒸汽或空气进行激活,制成吸附材料。

2.化学法:主要是锌氧化物法、草酸盐法、复合激活剂法等。

其中,锌氧化物法是将原材料(松木、棉秸、秸秆等)与氧化锌按一定比例混合,进行高温干馏,用蒸汽或空气进行激活后,制成吸附材料;草酸盐法则是通过化学方法将原材料(椰壳、花生壳、纺织废弃物等)制成草酸金属盐,在高温下分解生成活性炭。

三、吸附材料性能的研究吸附材料的性能包括吸附容量、吸附速度、选择性等。

1.吸附容量:吸附容量是指物质在单位时间内被吸附或分离的数量。

确定吸附容量的方法通常是利用比表面积进行表征。

例如采用氮气吸附-脱附法测试比表面积,通过比表面积来计算活性炭的吸附容量。

2.吸附速度:吸附速度是指在一定时间内物质从环境中吸附或分离的速度。

2吸附材料范文范文

2吸附材料范文范文

2吸附材料范文范文吸附材料是一种具有较强吸附性能的材料,能够吸附气体、液体或溶质,并起到分离、净化或浓缩的作用。

在各种工业领域和生活中都有着广泛的应用,例如制药、化工、环保、食品等行业。

吸附材料的种类和性能非常多样化,常见的有活性炭、分子筛、膨润土等。

本文就活性炭和分子筛这两种常见的吸附材料进行介绍和分析。

一、活性炭是一种多孔的碳质吸附剂,具有较强的吸附作用。

活性炭的吸附原理是利用其多孔的结构,使气体或溶质分子通过物理吸附的方式被固定在表面上。

活性炭广泛应用于水处理、空气净化、食品加工等领域。

在水处理中,活性炭可以去除水中的有机物、色素、异味和重金属离子,提高水质和口感;在空气净化中,活性炭可以吸附空气中的有害气体和异味,净化空气;在食品加工中,活性炭可以去除食品中的色素和异味,提高产品质量。

活性炭的吸附效果与其表面积、孔径大小、表面性质等有关,因此可通过控制活性炭的制备方法和工艺条件来调节其吸附性能。

活性炭的优点是吸附效果好、更新方便、价格相对较低,但也存在一些缺点,如易受到湿气和高温的影响、容易饱和等。

因此在选择和使用活性炭时需根据具体的应用环境和要求进行合理的设计和配置。

二、分子筛是一种具有高度选择性吸附性能的吸附材料,主要由无机骨架组成。

分子筛的吸附原理是利用其规则有序的孔道结构,只允许特定大小、形状和极性的分子通过,从而实现对分子的精确分离和筛选。

分子筛广泛应用于石油化工、化学制药、天然气净化、化学分析等领域。

在石油化工中,分子筛可以用于裂解和精制过程中的分子分离和纯化;在化学制药中,分子筛可以用于药物合成和分离纯化等过程;在天然气净化中,分子筛可以去除天然气中的硫化氢、二氧化碳等有害气体。

分子筛的吸附效果与其孔道结构、化学成分等有关,因此通过调节分子筛的制备方法和组成可以实现对其吸附性能的调控。

分子筛的优点是选择性较高、可控性强、使用寿命较长,但也存在一些缺点,如制备成本较高、易受到湿气和高温的影响等。

吸附材料

吸附材料

构分
无定形颗粒吸附剂
1
1 吸附原理 2 活性炭 3 沸石 4 高分子材料
1.1 吸附定义
✓吸附(adsorption)
当两相组成一个体系时,其组成在两相 界面(Interface)与相内部是不同的,处在两相 界面处的成分产生了积蓄(浓缩)。这种现象称 为吸附。
界面现象
• 在多相体系中,界面的问题非常重要。 • 例如吸附、催化、润湿、乳化、破乳、起
• 中孔的作用:
• ①在足够高的压力下按毛细凝聚的机理吸附物质蒸气;
• ②作为被吸附物质达到微孔的通道;
• ③在液相吸附中对大分子的物质有很好的吸附效果。 大孔的孔容通常在0.2-0.8 cm3/g,比表面积最小0.52.0 m3/g,主要起通道作用。
• 当活性炭用作催化剂载体时,催化剂主要是沉积在中 孔和大孔内,但也有沉积在微孔内的。
✓ 吸附剂(adsorbent) —— 具有选择性吸着溶质的 多孔表面固体
例子:用活性炭从废水中去除红色 染料
• 实际上,人们很早就发现并利用了吸附现 象,如生活中用木炭脱湿和除臭等。随着 新型吸附剂的开发及吸附分离工艺条件等 方面的研究,吸附分离过程显示出节能、 产品纯度高、可除去痕量物质、操作温度 低等突出特点,使这一过程在化工、医药 、食品、轻工、环保等行业得到了广泛的 应用。
1.2.1 气体吸附平衡
解吸
Ⅳ类—吸附等温线
吸附
✓可以认为是由 于产生毛细管凝 结现象所致。
➢ Brunauer提出,微孔尺寸可限制吸附的层数,并且由于 发生毛细管冷凝现象,在达到饱和蒸汽压之前显示出很大的 吸附程度。
1.2.1 气体吸附平衡
• Langmuir兰茂尔吸附等温式
首先发现氢气吸收大量热后离解为原子的现象 ,后被应用于原子氢焊接法。

五种吸附剂的原理和应用

五种吸附剂的原理和应用

五种吸附剂的原理和应用引言吸附剂是广泛应用于化工、环保、制药等领域的一种重要材料。

它们通过吸附固定目标物质,起到分离、净化和催化等作用。

本文将介绍五种常见的吸附剂,包括活性炭、分子筛、纳米材料、环氧树脂和离子交换剂。

将重点探讨它们的原理和应用。

1. 活性炭活性炭是一种具有大量微孔的多孔材料,具有较高的吸附性能。

其原理是通过物质在活性炭表面的吸附作用实现目标物质的分离。

活性炭广泛应用于水处理、空气净化、脱色和脱臭等领域。

•活性炭的吸附原理是通过表面微孔和宏孔提供的大表面积,吸附目标物质,并去除水中的有机污染物。

•活性炭广泛应用于水处理领域,如城市自来水厂的水处理、工业废水处理等。

•在空气净化方面,活性炭常用于吸附室内有害气体,提高室内空气质量。

•另外,活性炭还能用于食品工业中的脱色和脱臭,以及药物和化妆品工业中的净化过程。

2. 分子筛分子筛是一种孔径较小的多孔材料,其吸附原理是通过目标分子与分子筛孔道之间的相互作用来实现分离。

分子筛具有高效的分离性能和选择性,被广泛应用于石油化工、制药和化学等领域。

•分子筛的吸附原理是通过目标分子与分子筛中孔道吸附剂表面的相互作用(如吸附力、排斥力和交互作用力)实现分离。

•在石油化工领域,分子筛常用于提取和分离石油化工生产中的目标化合物,如乙烯和丙烯的分离。

•在制药领域,分子筛被用于提纯药物和去除杂质,达到分离和纯化的目的。

•在化学领域,分子筛可用于气相吸附和液相吸附,以分离和纯化目标物质。

3. 纳米材料纳米材料是具有纳米级尺寸的材料,其吸附原理是通过纳米材料表面的大面积和活性位点与目标物质之间的相互作用来实现吸附和分离。

纳米材料具有高比表面积、优异的吸附性能和催化性能等特点,在环境保护和生物医学等领域有广泛应用。

•纳米材料的吸附原理是通过纳米尺寸下的表面活性位点与目标物质之间的相互作用实现吸附和分离。

•纳米材料广泛应用于环境保护领域,如对有害气体和重金属的吸附和处理,以净化环境。

吸附材料有哪些

吸附材料有哪些

吸附材料有哪些吸附材料是一种能够吸附其他物质分子或离子的材料,常见于化工、环保、生物医药等领域。

吸附材料具有高表面积和丰富的活性位点,能够有效地吸附目标物质,因此在各个领域都有着重要的应用价值。

本文将介绍吸附材料的种类和应用领域。

一、活性炭。

活性炭是一种常见的吸附材料,其主要成分是碳。

活性炭具有极高的比表面积和丰富的微孔结构,能够吸附各种有机物、重金属离子和气体分子。

因此,活性炭被广泛应用于水处理、空气净化、食品加工等领域。

二、分子筛。

分子筛是一种具有规则孔道结构的吸附材料,主要由硅酸盐和氧化铝组成。

分子筛能够选择性地吸附分子,因此在石油化工、化学品分离、气体干燥等领域有着重要的应用。

三、离子交换树脂。

离子交换树脂是一种能够与离子发生置换反应的吸附材料,主要用于水处理、电镀废水处理、药物分离纯化等领域。

离子交换树脂根据功能分为阴离子交换树脂和阳离子交换树脂。

四、吸附树脂。

吸附树脂是一种能够吸附有机物、颜料、蛋白质等分子的材料,主要用于食品加工、生物医药、染料印染等领域。

吸附树脂根据功能分为亲水性吸附树脂和亲油性吸附树脂。

五、活性氧化铝。

活性氧化铝是一种具有丰富氢键和吸附位点的吸附材料,主要用于催化剂载体、气体吸附、液相吸附等领域。

活性氧化铝具有良好的热稳定性和化学稳定性,因此在高温、腐蚀性环境下有着重要的应用价值。

六、纳米材料。

纳米材料是一种具有纳米级尺寸的吸附材料,具有高比表面积和特殊的物理化学性质。

纳米材料能够吸附气体、金属离子、有机物等目标物质,因此在催化剂、传感器、环境修复等领域有着广泛的应用。

综上所述,吸附材料种类繁多,应用领域广泛。

随着科学技术的不断发展,吸附材料将在环境保护、能源开发、生物医药等领域发挥越来越重要的作用。

希望本文能够为吸附材料的研究和应用提供一定的参考价值。

-吸附材料

-吸附材料
.
3.大孔
活性炭的大孔容积通常在0.2-0.8 cm3/g,它的比表面积只 0.5-2 m2/g。半径大于1000-2000 nm的孔隙。 在这样大的孔隙内技术上是不能 实现毛细凝聚的。比表 面的数值这样小,表明它在吸附中不会起明显作用,一般 都不希望有,因它会降低活性炭的充填比重和强度。 但是,这些大孔起着输送渠道的作用,当活性炭用作催化 剂载体时,较大的孔隙作为催化剂沉积的场所可能是有用 的。
朗格缪尔的研究认为固体表面的原子或分子存在向外的 剩余价力,它可以捕捉气体分子。这种剩余价力的作用 范围与分子直径相当,因此吸附剂表面只能发生单分子 层吸附。
所以,假定条件为:
① 吸附剂表面性质均一,每一个具有剩余价力的表面分子或原子吸附一个 气体分子;
② 气体分子在固体表面为单层吸附;
③ 吸附是动态的,被吸附分子受热运动影响可以重新回到气相;
物理吸附
化学吸附
作用力
范德华力
化学键
现象 热效应 吸附方式 解吸结果 吸附过程
类似于冷凝 近似于冷凝热 单分子层或多分子层 吸附质能还原 可逆,速度快
类似于化学反应 近似于化学反应热 一般为单分子层 吸附质不能还原
不可逆
吸附与比表面积
比表面积 = 表面积/质量(体积) m2/g, m2/m3 比表面积越大,吸附能力越强。
在表面吸附方面,提出单分子吸附层的理论和 著名的等温式(即兰茂尔吸附公式)。
1917年设计了“表面天平”,用它可以测出液 面上的不溶物表层的表面积,并由此计算 出这些物质的截面积,建立了表面分子定 向说,并论述了单分子表面膜和有关固体 表面吸附性质和行为的理论。
在原子结构方面,发展了电子价键的近代理论 。还研究液面上的表面膜,测定分子在膜 内的面积,建立了表面分子定向说。

新型吸附材料

新型吸附材料

新型吸附材料新型吸附材料是一种具有高效、环保、经济等特点的材料,近年来在环境治理、能源储存等领域得到了广泛应用。

本文将从定义、分类、制备方法和应用等方面对新型吸附材料进行全面介绍。

一、定义新型吸附材料是指能够吸附某些物质的材料,其吸附作用主要通过表面积大、孔隙结构合理等特性实现。

常见的新型吸附材料包括活性炭、分子筛、纳米孔材料等。

二、分类根据其结构和化学成分的不同,新型吸附材料可分为以下几类:1. 活性炭:活性炭是一种多孔性碳质材料,具有较大的比表面积和良好的化学稳定性。

它可以通过碳化木质原料或煤制备而成,广泛应用于水处理、空气净化等领域。

2. 分子筛:分子筛是一种具有规则孔道结构的微孔晶体,其空间结构由金属氧桥键连接形成。

它可以通过合成或天然产生而得到,被广泛应用于分离、催化反应等领域。

3. 纳米孔材料:纳米孔材料是一种具有纳米级孔道结构的材料,具有高度可控性和可调性。

它可以通过模板法、自组装法等方法制备而成,广泛应用于分离、催化反应等领域。

三、制备方法新型吸附材料的制备方法多种多样,下面介绍几种常见的制备方法:1. 活性炭制备:活性炭的制备通常采用物理或化学方法。

物理法包括碳化木质原料和气相碳化等方式;化学法包括酸处理、氧化剂处理等方式。

2. 分子筛制备:分子筛的合成主要采用水热合成法和溶胶-凝胶法。

其中水热合成法是指将金属离子和有机物一起在水中加热反应得到分子筛;溶胶-凝胶法则是指将硅源和铝源在水中混合形成凝胶,再经过干燥和焙烧得到分子筛。

3. 纳米孔材料制备:纳米孔材料的制备方法主要包括模板法、自组装法、溶剂挥发法等。

其中模板法是指利用某些物质作为模板,在其表面上沉积材料,然后去除模板得到纳米孔材料;自组装法则是指通过某些分子之间的相互作用形成纳米孔材料。

四、应用新型吸附材料在环境治理、能源储存等领域具有广泛应用,下面介绍几个典型应用案例:1. 活性炭在水处理中的应用:活性炭可以吸附水中的有机物和重金属离子等污染物,因此被广泛应用于水处理领域。

吸附材料的种类及研究进展

吸附材料的种类及研究进展

吸附材料的种类及研究进展吸附材料的种类及研究进展引言:吸附材料作为一种关键材料,在环境保护、能源开发和医药等领域具有广泛的应用。

本文将介绍吸附材料的种类以及近年来在吸附材料研究领域的进展,旨在为吸附材料的开发和应用提供一定的参考。

一、吸附材料的分类吸附材料主要分为物理吸附材料和化学吸附材料两大类。

1. 物理吸附材料物理吸附材料是指通过分子间的物理作用力将气体、液体或溶液中的特定成分吸附在材料表面上的材料。

常见的物理吸附材料包括活性碳、硅胶、分子筛等。

这些材料具有孔隙结构,孔径大小和形态的差异使它们可以选择性地吸附不同的分子。

2. 化学吸附材料化学吸附材料是指通过化学键的形成和断裂,将特定成分吸附在材料表面上的材料。

典型的化学吸附材料包括活性氧化铝、金属有机骨架材料(MOFs)、共价有机框架材料(COFs)等。

这些材料具有特定的化学官能团,可以与目标分子发生特定的化学反应。

二、吸附材料的研究进展近年来,吸附材料的研究有了长足的进展,并取得了许多重要的成果。

1. 新型吸附材料的开发为了满足不同领域对吸附材料性能的需求,研究人员不断开发出新型吸附材料。

例如,在环境保护领域,针对大气污染物的去除,开发出具有高效吸附能力的化学吸附材料;在能源开发领域,研发出具有高选择性和高吸附容量的物理吸附材料,用于气体分离和储存;在医药领域,利用化学吸附材料制备出高效药物载体,实现药物的控释和靶向输送。

2. 吸附材料的功能化改性为了提升吸附材料的性能,研究人员对吸附材料进行了功能化改性。

例如,通过调控活性氧化铝表面及孔结构的特性修改,提高了其在污水处理中的吸附效能;通过改变分子筛结构和孔径大小,使其适用于不同分子大小的吸附材料需求;通过在MOFs和COFs材料中引入特定的官能团,使其能够高效地吸附目标分子。

3. 吸附材料的性能评价和应用为了更好地应用吸附材料,研究人员对吸附材料的性能进行了深入评价。

例如,对物理吸附材料的孔隙结构进行表征,以确定其吸附容量和选择性;对化学吸附材料的官能团进行定量分析,评估其与目标分子的反应性和亲和力。

吸附材料研究与应用

吸附材料研究与应用

吸附材料研究与应用吸附是一种物理现象,指固体表面对气体或液体的某些成分有亲和力,并吸附这些成分形成一层薄膜。

吸附材料则是这一过程中的关键工具,广泛应用于环境保护、化工、材料、医药和生命科学等领域。

一、吸附材料的分类吸附材料按其结构类别可分为以下几类:多孔材料、交联材料、γ-射线辐射聚合材料、杏仁酸树脂和合成树脂等。

多孔材料指孔径介于10nm-100um之间的材料,具有较大的比表面积,对气体、液体或其它某些成分具有优异的吸附性能。

炭黑、硅胶、活性炭、分子筛和多孔陶瓷等都属于多孔材料。

交联材料是指分子中所含的两个或两个以上的反应基团进行反应,形成三维网络结构的材料。

聚丙烯酸、聚酰胺、海藻酸钠、阴离子交换树脂和阳离子交换树脂等都属于交联材料。

γ-射线辐射聚合材料是一种革命性的吸附材料,是利用γ-射线诱导线性或交联的特殊聚合反应,形成含有大量自由基的聚合物,并通过微波引发大量自由基的产生,使聚合物形成多孔微细结构,优异的吸附性能。

二、吸附材料的应用吸附材料是一种十分重要的化工材料,广泛应用于净水、净气、化工、医药和生命科学等领域。

具体应用如下:1. 空气净化:抗菌、净化空气吸附材料用于空气净化主要是针对通风系统,例如空气净化器、空调器等。

空气净化材料的责任是去除室内污染物,包括细菌、病毒、尘埃、异味等等。

其中,纤维吸附材料是最常见的空气净化材料之一。

2. 水处理:净化污水吸附材料主要应用于医药、饮料和日用品等行业的水处理过程中。

净水材料的任务是吸附其中的色素、氯、硫酸盐、氟化物、有机污染物、重金属等,并全面除去不必要的物质。

例如,吸附剂是最常用的污水处理材料之一。

3. 医疗卫生:消毒、净化吸附材料在医疗卫生领域的应用范围非常广泛。

例如,防尘口罩中的滤料就是一种吸附材料。

另外,在医疗卫生行业中,吸附材料还可以用来进行消毒和净化,例如药品辅料中的吸附剂。

4. 化工:分离、浓缩吸附材料也被广泛应用于化工行业中,主要应用于分离和浓缩过程中。

吸附材料在废水处理中的应用

吸附材料在废水处理中的应用

吸附材料在废水处理中的应用废水污染已成为当今世界面临的重大环境问题,如何有效地处理废水成为了各国政府和社会各界关注的焦点。

吸附材料作为一种重要的污水处理材料,应用越来越广泛,因为它能够有效地去除废水中的有害物质。

这篇文章将介绍吸附材料在废水处理中的应用及其优缺点。

一、吸附材料的种类吸附材料可以被定义为一种由可逆结合(吸附)的物质制成的材料,以去除其中的污染物。

常用的吸附材料包括活性炭、离子交换树脂、聚合物以及天然材料等。

1. 活性炭活性炭由天然材料,如木材或硬煤等制成,其作用是通过提供必要的表面积以扩大对污染物的吸附。

活性炭可以在废水的浓密沉淀、油水分离、合成生物反应器和吸附去除等领域应用广泛。

2. 离子交换树脂离子交换树脂使用可逆反应来去除废水中的离子。

离子交换树脂主要包括阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。

螯合剂也被认为是一种特殊类型的离子交换树脂。

3. 聚合物聚合物也是一种常用的吸附材料。

聚合物是通过聚合反应将单体转化为聚合物来制备的。

聚合物的吸附容量较大,可以吸附废水中的多种物质。

聚合物吸附材料的应用在工业废水处理、环境修复和新型污染物去除等方面得到广泛应用。

4. 天然吸附材料天然吸附材料以其天然和环保的特性被越来越多地应用于废水处理领域。

例如,沙土、沸石、担木余材等天然材料都广泛用于废水去除领域。

二、吸附材料的优缺点吸附材料作为一种废水处理材料,具有自身的优缺点。

了解这些优缺点可以帮助决定在一定情况下应使用何种吸附材料。

1. 优点:(1)吸附材料能够有效地去除废水中的有害物质,可以减少有害物质对环境的危害。

(2)吸附材料易于操作,不需要繁琐的操作流程,可以在不需要电源的情况下使用。

(3)吸附材料可以被使用多次,这降低了废水处理成本。

2. 缺点:(1)对于有些特定的污染物,吸附材料的吸附效果并不理想。

(2)吸附材料在处理过程中需要的成本较高,对于一些财政条件较为有限的地区来说,难以承担。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

北京科技大学《环境材料学》报告题目:__活性炭吸附材料简介_____________ 班级:_______ _______________学号:___ _________________姓名:_____ ___________________2012年 10 月 18 日活性炭吸附材料简介摘要:概述了活性炭材料的表面结构性质和表面化学性质与活性炭材料的改性,就活性炭材料在环境污染处理中的应用进行了一些综述。

关键词:活性炭材料活性炭1.活性炭材料的简介1.1 活性炭的发展可大致分为三个阶段:(1)第一阶段,从20世纪初到约20世纪20年代为萌芽阶段:(2)第二阶段,从约20世纪20年代中期为中期为成长阶段;(3)第三阶段,从20世纪中期到20世纪末期为发展阶段,发展成为环保大应用阶段。

这三个阶段可用活性炭应用历程中两件历史性大事。

作为划分的界限。

第一件大事使活性炭防毒面具,在20世纪20年代在第一次世界大战中的应用。

可以次作为划分活性炭应用历史的第一阶段和第二阶段的界限。

活性炭在初期主要应用使粉炭在糖业中逐步代替了原来的骨炭。

在20世纪20年代的第一次世界大战中出现的颗粒大量应用于防毒面具。

这是工业化学史辉煌的一页。

当时荷兰的Norit和捷克斯洛伐克、德国、法国、瑞士等国的制造商和批发商曾成立一个联合公司,说明在欧洲萌芽的活性炭也是广为看好的新兴产业。

通过防毒面具应用的推动,活性炭历史进入了第二阶段,活性炭市场不断扩大,活性炭的吸附和催化功能在众多行业的精制、回收、合成上的应用陆续开发,美国等的活性炭厂陆续开设。

在20世纪中叶不断拓展应用面的活性炭,被视为“万能吸附剂”。

第二件大事是活性炭除臭作用,在20世纪40年代数以百计的自来水厂中采用了活性炭除臭。

以此作为划分活性炭应用历史的第二阶段与第三阶段的界限。

1927年美国芝加哥自来水厂发生了广大居民难以接受的自来水恶臭事故,这是由于原水中的苯酚和消毒用的氯生成异臭所致。

德国等地的自来水厂也发生了同样的事故,这些事故都是用活性炭来解决的。

此后,随着环境保护日益受到重视,政府法令的日趋严格。

活性炭不仅在净水方面,而且在净气等方面的用量剧增,使得在20世纪的后半叶,环保产业成为活性炭应用的大户。

由此活性炭历史进入了第三阶段,即发展阶段。

1.2活性炭的组成、结构和性质活性炭的组成元素因原料而异,大致含炭90%~95%,含氧2%~5%,含氢在1.5%以下,几乎不含氮和硫。

如果以木材类作原料,活性炭中含金属化合物1%~2%,以煤作原料时,金属化合物的含量很高,达5%~10%。

活性炭是非晶体物质,由排列成六边形的碳原子平面层组成,这些平面层的排列不是类似于石墨的结构,而是杂乱且无规律地排列成“螺层状结构”。

活性炭是一种多孔炭材料,具有高度发达的孔隙结构和巨大的比表面积,吸附能力强、化学稳定性好、机械强度高、使用失效后易再生等特点。

1.3 活性炭的分类(1)按原料来源分 ,可分为木质活性炭(如椰壳活性炭、杏壳活性炭、木质粉炭等)、矿物质原料活性炭(各种煤和石油及其加工产物为原料制成的活性炭)、其它原料制成的活性炭(如废橡胶、废塑料等制成的活性炭)。

(2)按制造方法分,可分为:①化学法活性炭(化学炭) :用化学法生产的活性炭又称为化学法活性炭或化学炭。

一般说来,化学炭的孔隙中次微孔、中孔(即孔直径或孔宽大于1.5纳米的孔隙)较发达,主要用于液相吸附精制和溶剂回收的气相(蒸汽)吸附场合。

②物理法活性炭:物理法制造的活性炭叫物理法活性炭,也称作物理炭。

一般说来物理炭的微孔(孔直径或孔宽小于1.5纳米的孔隙)发达,主要用于气相吸附场合或小分子液相吸附场合。

(3)按外观形状分可分为:①粉状活性炭:一般将90%以上通过80目标准筛或粒度小于0.175mm的活性炭通称粉状活性炭或粉状炭。

②颗粒活性炭:通常把粒度大于0.175mm的活性炭称作颗料活性炭。

颗料活性炭又分为下列几种: a)不定型颗料活性炭:一般由颗料状原料经炭化、活化,然后破碎筛分至需要粒度制成,也可以用粉状活性炭加入适当的粘结剂经适当加工而成。

b)圆柱形活性炭:又称柱状炭,一般由粉状原料和粘结剂经混捏、挤压成型再经炭化、活化等工序制成。

也可以用粉状活性炭加粘结剂挤压成型。

柱状炭又有实心和中空之分,中空柱状炭是柱状炭内有人造的一个或若干个有规则的小孔。

c)球形活性炭:故名思义是园球形的活性炭,它的制取方法与柱状炭类似,但有成球过程。

也可以用液态含碳原料经喷雾造粒、氧化、炭化、活化制成,还可以用粉状活性炭加粘结剂成球加工而成。

球形活性炭也有实心和空心球形活性炭之分。

③其它形状的活性炭:除了粉状活性炭和颗粒活性炭两大类外,还有其他形状的,如活性炭纤维、活性炭纤维毯、活性炭布、蜂窝状活性炭、活性炭板等等。

2. 活性炭的制备2.1 物理法首先对原料进行炭化, 即含碳有机物在热的作用下发生分解, 非碳元素以挥发分的形式逸出, 生成富碳的固体热解产物, 然后用水蒸气、二氧化碳或空气等氧化性气体活化, 使热解产物形成发达的微孔结构。

炭化温度一般为60 ℃ , 活化温度一般在800 一900 ℃之间。

目前国内多采用物理活化法制备煤基活性炭。

其活化基理是:物理活化反应的实质是碳的氧化反应, 但碳的氧化反应不是在碳的整个表面均匀地进行, 而仅仅发生在“活性点”上, 即与活化剂亲和力较大的部位才发生反应。

活化反应在活性炭细孔形成过程中有3 个作用:l) 开孔作用:炭化时形成的孔隙由于被焦油或其他分解生成的无定型炭所堵塞, 造成了闭孔, 使被吸附分子无法进人孔隙, 所以无吸附能力。

活化时, 由于这些焦油或无定型炭与气体活化剂反应而被除去, 使闭孔打开, 比表面积增大。

2 ) 扩孔作用:由于孔隙内比表面积的一部分与活化剂反应生成二氧化碳或一氧化碳气体排出, 使原有的孔隙直径增大。

3 )某些结构经选择性活化而生成新孔。

2.2 化学法先用氯化锌、磷酸、硫酸等化学试剂浸渍含碳的原料, 然后在一定温度, 惰性气体保护下直接得到活性炭。

这些活化剂多数具有脱水作用,从而有利于炭质材料在活化过程中产生大量微孔。

近年来, 人们又探索出用氢氧化钠、氢氧化钾、硫酸、硫化钾、碳酸钾等钾的化合物作为浸渍剂, 收到较好的效果。

其活化基理:至今, 化学法的基本原理还不十分清楚。

一般认为化学药品可以抑制原料热解时焦油的生成,从而防止由焦油堵塞其热解生成的细孔。

化学药品的存在,抑制了含碳挥发物的形成, 致使活性炭收率提高。

氢氧化钾、硫酸钾等对碳有侵蚀作用, 从而形成碳的孔隙结构。

3. 活性炭的再生3.1 传统活性炭再生方法①加热再生法加热再生法是发展历史最长、应用最多的一种再生方法。

加热再生过程是通过施加高温后,分子的震动能增加,使吸附质分子脱离活性炭表面进入液体或气体。

同时在升温过程中,由于氧化性气体的存在而发生化学反应,使吸附质分子降解除去。

加热再生法再生效率高、再生时间短、对吸附质基本无选择性。

但加热再生过程中炭损失较大,一般在 5%-10%,再生炭机械强度下降。

另外,加热再生所需设备较为复杂,成本较高,且存在需长途运输的问题,应用受到限制。

②化学药品再生法化学药品再生法是根据活性炭吸附物质的不同,利用反应产物在一定条件下易脱附的特点,选择不同的化学药品和不同的工艺使吸附质与之反应,活性炭得以再生,其再生效率较低,只能达到60%-70%,但使用比较方便,应用较多。

这种再生法针对性强,但会带来二次污染,应用受到限制。

③生物再生法生物再生法是利用微生物将活性炭表面吸附的有机污染物降解。

活性炭生物再生的设备和工艺均比较简单、且方法本身对活性炭无危害作用。

但是有机物氧化速度缓慢、再生时间长,吸附容量的恢复程度有限,更重要的是对吸附质具有一定选择性,生物不能降解的吸附质不能应用此法。

传统的活性炭再生技术除了各自的弊端外,通常还有3 点共同缺陷:①再生过程中活性炭损失往往较大;②再生后活性炭吸附能力会有明显下降;③再生时活性炭产生的尾气会造成空气的二次污染。

因此,人们对传统的再生技术进行改进,探索全新的再生技术。

3.2 新兴的活性炭再生技术①电化学再生法电化学再生法是一种正在研究的新型活性炭再生技术。

该方法将活性炭填充在两个主电极之间,在电解液中加以直流电场,活性炭在电场作用下极化,一端成阳极,另一端呈阴极,形成微电解槽,在活性炭的阴极部位和阳极部位可分别发生还原反应和氧化反应,吸附在活性炭上的污染物大部分被分解,小部分因电泳力作用发生脱附而使活性炭再生。

再生操作采用间歇搅拌槽电化学反应器或固定床反应器。

该方法操作方便且效率高、能耗低、炭损失少,受处理对象局限小,可以避免二次污染。

电化学再生法再生效率好坏,主要影响因素有活性炭所处的电极,所用辅助电解质的种类,辅助电解质的含量,电化学再生电流的大小和再生时间等。

活性炭在阴极上的再生效率明显好于在阳极上的再生效率。

活性炭的再生效率随着电解质溶液含量的增加而增加。

再生效率随着再生电流的增加而提高,成正比。

再生效率随着再生时间的增加而提高,但到5h 以后,随时间的变化很小或基本没有变化。

再生活性炭的吸附性能随再生次数的增加而略有下降。

②超声波再生法超声波是指频率在16kHz 以上的声波,在溶液中以一种球面波的形式传递。

用超声波的脉动对活性炭进行搅拌,加上“空化泡”爆裂的冲击,促使吸附表面的物质迅速解吸达到再生的效果。

超声波再生最大特点是,只在局部施加能量即可达到再生的目的。

超声波再生能耗小,工艺及设备简单,炭损失小、自耗水量少,且可回收有用物质。

超声波再生法的再生效率主要取决于超声作用时间、炭粒粒径、吸附类型等因素。

延长作用时间再生率会相应增加,但时间达到一定时,表层较易超声“空化”的部位基本达到新平衡,解吸率增加也不明显。

超声波很难通过H<10nm的微孔作用到活性炭内部,其“空化”作用主要发生在活性炭表面及大孔中。

活性炭粒径越小,再生率越高,但粒径小到一定程度时,炭粒和再生废液迅速分离将较难进行,同时小粒径的活性炭受到水流阻力、反冲流失等限制。

超声波再生仅对物理吸附有效。

③微波辐射再生法微波是指电磁波谱中位于远红外和无线电波之间的电磁辐射,其波长在1mm-1m 范围内,频率300MHz-300GHz。

微波辐射再生活性炭法是用微波产生高温使活性炭上的有机污染物炭化、活化,恢复其吸附能力。

微波作用使有机污染物克服范德华力吸引开始脱附,随着微波能量的聚集,在致热和非致热效应共同作用下,有机污染物一部分燃烧分解放出二氧化碳,另一部分炭化。

微波辐射再生活性炭的再生效率主要取决于微波功率、微波辐照时间、活性炭吸附量等因素。

微波功率低,辐照时间短,活性炭活化不明显;微波功率大,辐照时间长,活性炭烧损严重,所以应选择合适的微波功率和辐照时间。

相关文档
最新文档